Эрик Верлинде объясняет свой новый взгляд на гравитацию
Будем честны. Темная материя - боль в заднице. Астрономы пошли на многое, чтобы объяснить, почему он должен существовать и существовать в огромных количествах, но он остается скрытым. Неизвестный. Не испуская видимой энергии, но, по-видимому, достаточно сильной, чтобы галактики в скоплениях не вылетели свободно, как дикие лошади, они повсюду в огромных количествах. Что это такое - аксионы, слабаков, гравитин, Частицы калузы кляйна?
По оценкам, 27% всей материи во вселенной невидимы, в то время как на все, от бутербродов PB & J до квазаров, приходится всего 4,9%. Но новая теория гравитации предложена физиком-теоретикомЭрик Верлинде Амстердамского университета нашли способ обойтись без надоедливых штучек.
В отличие от традиционного взгляда на гравитацию как фундаментальную силу природы, Верлинде рассматривает ее как эмерджентная собственностьпространства. Появление - это процесс, в котором природа строит что-то большое, используя маленькие, простые кусочки, так что финальное творение демонстрирует свойства, которых нет у маленьких кусочков. Возьми снежинку. Сложная симметрия снежинки начинается, когда капля воды замерзает на крошечной частице пыли. Когда растущая чешуйка падает, водяной пар замерзает на этом оригинальном кристалле, естественным образом превращаясь в шестиугольную (шестигранную) структуру очень красивой красоты. Ощущение температуры - еще одно возникающее явление, возникающее в результате движения молекул и атомов.
Так же и с гравитацией, которая, согласно Верлинде, возникает из энтропии. Мы все знаем об энтропии и грязных спальнях, но это немного тоньше, чем это. Энтропия это мера беспорядка в системе или, другими словами, число различных микроскопических состояний, в которых может находиться система. Одно из самых крутых описаний энтропии, которое я слышал, связано с теплом, которое излучают наши тела. Поскольку эта энергия рассеивается в воздухе, она создает более беспорядочное состояние вокруг нас, в то же время уменьшая нашу собственную личную энтропию, чтобы обеспечить наше выживание. Если бы мы не избавились от тепла тела, мы бы в конечном итоге дезорганизовались (перегрелись!) И умерли.
Emergent или энтропийная гравитация, как называется новая теория, предсказывает точно такое же отклонение в скоростях вращения звезд в галактиках, в настоящее время приписываемых темной материи. С точки зрения Верлинде, гравитация возникает из-за изменений в фундаментальных битах информации, хранящейся в структуре пространства-времени, четырехмерном континууме, раскрытом общей теорией относительности Эйнштейна. Одним словом, гравитация является следствием энтропии, а не фундаментальной силой.
Пространство-время, состоящее из трех знакомых измерений в дополнение ко времени, является гибким. Масса искривляет четырехмерную ткань в холмы и долины, которые управляют движением небольших объектов поблизости. Солнце не так сильно «притягивает» Землю, как это предполагал Исаак Ньютон, но создает в пространстве-времени великого морщения, в котором вращается Земля.
В Статья 2010Верлинде показал, как закон гравитации Ньютона, который описывает все, от того, как яблоки падают с деревьев до маленьких галактик, вращающихся вокруг больших галактик, происходит из этих лежащих в основе микроскопических строительных блоков.
Его последняя статья под названием Возникшая гравитация и темная вселенная, вникает в темную энергию вклад в смесь. Энтропия, связанная с темной энергией, еще неизвестной формой энергии, ответственной за ускоряющееся расширение Вселенной, превращает геометрию пространства-времени в упругую среду.
«Мы обнаруживаем, что упругий отклик этой« темной энергии »среды принимает форму дополнительной« темной »гравитационной силы, которая, по-видимому, обусловлена« темной материей », - пишет Верлинде. «Таким образом, наблюдаемые явления темной материи являются остатком, эффектом памяти, появления пространства-времени вместе с обычной материей в нем».
Я буду первым, кто скажет, насколько сложна концепция Верлинде, завернутая в энтропию тайного запутывания, тензорные поля и голографический принцип, но основная идея о том, что гравитация не является фундаментальной силой, создает новый захватывающий способ взглянуть на старое лицо
Физики десятилетиями пытались примирить гравитацию с квантовой физикой с небольшим успехом. И хотя теория Верлинде должна быть по праву воспринята как кусочек соли, он может предложить способ объединить две дисциплины в единый рассказ, который описывает, как все, от падающих яблок до черных дыр, связано в одной последовательной теории.
